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Sempre più proprietari di case abbinano l'energia solare all'accumulo. Nel capitolo Trendlines abbiamo visto che EnergySage ha registrato un aumento di 4 volte rispetto all'anno precedente nelle percentuali di acquisto di accumulatori. Sia che si tratti di energia di backup, di risparmio energetico in base al tempo di utilizzo, di vantaggi in termini di risposta alla domanda o di riduzione della dipendenza dalla rete elettrica, le batterie sbloccano un valore aggiuntivo significativo da un sistema solare.
Ma non tutti i sistemi solari e di accumulo sono uguali. Se si utilizzano microinverter e batterie accoppiate alla corrente alternata, si paga un costo nascosto che chiamiamo "tassa di conversione".
I moduli solari generano energia a corrente continua (DC). Le abitazioni utilizzano energia a corrente alternata (CA). I microinverter convertono l'energia in corrente continua in corrente alternata per l'uso domestico. Ogni volta che l'energia viene convertita da CA a CC o da CC a CA, si verificano delle perdite. Le batterie immagazzinano l'energia come corrente continua. Di conseguenza, i sistemi di batterie accoppiate a microinverter devono sostenere conversioni aggiuntive:
Se si considerano le perdite, l'utilizzo di una batteria con un microinverter comporta in media il 13,3% di perdite. Questo è in contrasto con un sistema basato sulla corrente continua che ha solo l'8,2% di perdite, come illustrato nella Figura 10.
A differenza delle batterie con accoppiamento in corrente alternata, le batterie con accoppiamento in corrente continua si caricano direttamente dai moduli solari senza inutili conversioni. Ecco come funziona:
Questo processo semplificato elimina le conversioni ridondanti, riducendo le perdite e massimizzando l'energia immagazzinata e utilizzabile dal proprietario dell'abitazione.
Nella Figura 11 si confrontano le fasi di conversione da CC a CA e viceversa per l'architettura CA rispetto a quella CC.
3 conversioni: 1) Modulo a microinverter → 2) Inverter a batteria → 3) Batteria a casa
1 conversione: 1) Batteria a casa
Come si calcola la tassa di conversione
Le perdite possono sembrare piccole all'inizio, ma si sommano nel tempo. Ecco un semplice esempio:
Se si considerano sistemi più grandi o un utilizzo giornaliero più elevato, i costi diventano ancora più significativi. Evitando conversioni non necessarie, le batterie ad accoppiamento CC fanno risparmiare ai proprietari di casa migliaia di dollari in perdite di conversione nel corso della vita del sistema.
Le batterie abbinate all'energia solare sono sempre state interessanti per l'alimentazione di riserva. Tuttavia, uno dei motivi principali per cui i tassi di connessione delle batterie sono in crescita è che i piani tariffari dei servizi pubblici li incentivano. L'aumento delle tariffe di utilizzo, la riduzione dei valori di esportazione dell'energia solare (come il NEM 3.0 della California) e l'aumento delle tariffe di connessione delle batterie fanno sì che l'accumulo di energia non sia più facoltativo in molte giurisdizioni: è fondamentale per massimizzare i risparmi e/o evitare i limiti di esportazione dell'energia.
La Figura 12a mostra il comportamento della batteria che corrisponde alle tariffe variabili stabilite dall'azienda elettrica. L'azienda incentiva la compensazione energetica durante il pomeriggio.
Di seguito è riportato un esempio di giornata di un sistema in California, in cui la produzione solare in eccesso durante il giorno viene utilizzata per caricare la batteria. La batteria viene poi scaricata nel pomeriggio, quando l'esportazione di elettricità alla rete vale 10 volte il valore dell'esportazione nelle ore centrali della giornata.
La nuova politica NEM della California stabilisce gli incentivi che guidano questo comportamento: non solo richiedere una batteria per risparmiare con l'energia solare, ma caricarla e scaricarla quasi ogni giorno. Ne abbiamo scritto qui. Di conseguenza, ogni giorno viene trasferita molta energia dentro e fuori la batteria. Con l'uso quotidiano della batteria, le penalità di conversione si sommano a un valore significativo in dollari. Se si utilizza una batteria con accoppiamento CA, si perde ogni giorno più energia a causa delle conversioni.
La tassa di conversione è una penalità nascosta nei sistemi di batterie accoppiate in corrente alternata, che intacca i risparmi solari con ogni conversione di energia non necessaria, che può arrivare a 2.654 dollari nel corso della vita di un'installazione. Man mano che l'accumulo di batterie diventa una componente standard dell'impianto solare residenziale, la scelta di un'architettura con accoppiamento in corrente continua è la soluzione più intelligente.
Se si aggiunge la tassa di ritaglio, il conto totale della tassa sui microinverter sale a 13.378 dollari.
Nel Capitolo 5: Più apparecchiature, più problemi, approfondiremo il motivo per cui i sistemi basati sulla CA richiedono componenti aggiuntivi per ottenere risultati peggiori e come una configurazione più semplice possa far risparmiare tempo, denaro e grattacapi.
Webinar: Il 15 aprile (giorno della dichiarazione dei redditi negli Stati Uniti) si terrà un webinar che approfondirà i dettagli della serie Microinverter Tax. Iscrivetevi al webinar qui.
Di seguito è riportato l'elenco completo dei capitoli inclusi in questa serie (i link saranno aggiunti man mano che i capitoli saranno pubblicati):
